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[guía] Modelo OSI y Capas TCP
 
31-05-2005, 12:52 AM
Mensaje: #1
[guía] Modelo OSI y Capas TCP
Un poquito de historia

Desde un principio, los programas de comunicaciones permitían que una computadora se "entendiera" con otra a través de ciertas reglas y comandos (que ambas máquinas debían conocer). Si se necesitaba establecer una comunicación con oto equipo se debían reescribir estas reglas. Por ende este sistema solo podía ser implementado en unas pocas máquinas debido a su alto costo de mantenimiento.

Los primeros intentos por solucionar este problema fueron los protocolos (conjunto de reglas) que permitían la comunicación solo entre computadoras de un mismo fabricante ya que estaban patentados y no eran de dominio público.

Ninguno de estos protocolos se utilizan hoy en día, el único sobreviviente es el UUCP (Unix-to-Unix Copy Program, prgorama de copia de Unix a Unix) que es conceptualmente un protocolo monolítico, que solo es posible utilizarlo con otra computadora que comprenda UUCP.

Afortunadamente, UUCP estaba ampliamente disponible, en lugar de estar "cerrado" como un protocolo específico de un fabricante. Hoy en dia este protocolo ya casi no se utiliza, y en la mayoría de los casos en los que se hace, se implementa detrás de TCP.

La siguiente etapa en la evolución de los protocolos fue el protocolo en capas. En este modelo, el protocolo estaba dividido en capas dispuestas en pila (una encima de otra). Cada una de estas capas estaba compuesta de uno o más protocolos, una desafortunada duplicación de terminología. Cada capa pasaba información verticalmente dentro de la pila. Ejemplos de protocolos en capas que no son TCP/IP incluyen el XNS (eXtensible Name Service, Servicio de nombres extensible, ancestro de la pila de protocolos Novell) y la SNA (System Network Architecture, Arquitectura de sistemas de redes; el protocolo de comunicaciones de IBM).


Modelo OSI y Capas TCP

Hoy en dia es muy común hablar de los protocolos en capas y del modelo de siete capas OSI, pero sabemos realmente de que estamos hablando?.

Como veíamos, los protocolos están organizados en capas, llamadas comunmente pilas, y que cada capa se comunica solamente con la capa superior o inferior de la pila. Es decir que los datos de salida pasan hacia abajo por cada una de las capas y los datos de entrada hacen lo mismo en sentido contrario.

Cada capa es responsable de ciertas funciones dentro de la red (por ejemplo: la capa de red direcciona y encamina paquetes, la capa de presentación encripta y comprime datos, etc.).

Los datos de una capa dada están organizados de forma similar a los de cualquier otra capa. Un paquete (término genérico para un conjunto de datos de cualquier capa) se compone de dos partes, un encabezado y una carga útil (o datos).
A medida que los datos pasan por las diferentes capas, éstas agregan un encabezado, encapsulando los datos y encabezados de la capa anterior. Por ej.:

Capa4: Encabezado1=> Datos
Capa3: Encabezado2=> Encabezado1=> Datos
...
etc.

Este proceso añade un coste adicional a la cantidad de datos trasferidos y ésta es una de las críticas que reciben los protocolos en capas. Si embargo, este coste es minimo.

Las dos grandes ventajas de este modelo son:

• Fácil de implementar
• Fácil de extender

Implementar el protocolo significa que cualquier fabricante de harware puede utilizar una pila de protocolos de manera que su equipo pueda comunicarse con el equipo de cualquier otro fabricante (suponiendo que los aspectos especificos del protocolo sean abiertos y que el otro fabricante lo haya implementado también).

Extender un protocolo significa darle funcionalidad. Es decir, para extender TCP/IP, agregando un servicio nuevo de capa de aplicación, sólo hay que implementar un protocolo en una capa del modelo y aprovechar las capas existentes para el resto del trabajo.

Por ejemplo, si queremos implementar un protocolo del tipo P2P (peer-to-peer protocol, protocolo punto-a-punto) para permitir que todos los equipos de la red intercambien archivos, podríamos confiar en IP y en UDP (User Datagram Protocol, Protocolo de datagrama de usuario) para entregar los datos, y concentrarnos en cómo formatear y utilizar la información en el protocolo de capa de aplicación que desarrollemos.


MODELO OSI (Open Systems Inteconnection)

El modelo OSI permite entender cómo viajan los datos por una red y la manera en la que las capas de red manipulan los datos entre nodos. Este modelo consta de siente capas. Cada una de ellas proporciona una serie de funciones que benefician a la capa superior y se apoyan al mismo tiempo en la inferior.


• CAPA 7, Capa de Aplicación:
En esta capa, el usuario y la computadora establecen contacto con la red a través de una interfaz, confomada por los programas de usuario, como los de transferencia de archivos y emulación de terminal.

• CAPA 6, Capa de Presentación:
Esta capa suele formar parte del sistema operativo, que convierte datos de entrada y salida de un formato de presentación a otro. Por ejemplo, convierte un flujo de texto en una ventana desplegable que contiene el texto que acaba de llegar.

• CAPA 5, Capa de Sesión:
Esta capa administra el establecimiento de una serie contínua de solicitudes y respuestas entre las aplicaciones de cada extremo. Proporciona una interfaz de depuración de la capa de transporte y sincroniza la recuperación de fallas de ésta.

• CAPA 4, Capa de Transporte:
Esta capa garantiza la entrega de datos a un proceso específico en una máquina específica. Administra el control de extremo a extremo y se ocupa de la correción de errores.

• CAPA 3, Capa de Red:
Esta capa maneja el ruteo de datos entre dos equipos y cualquier congestión que pueda presentarse

• CAPA 2, Capa de Enlace:
Esta capa también es llamada de vinculación de datos, se encarga de la comunicación entre dos máquinas que comparten un canal físico. Asimismo, se ocupa de las tramas (conjunto de paquetes) perdidas, dañadas y duplicadas para efectos de control de errores y tiempos de espera agotados.

• CAPA 1, Capa Física:
Garantiza que cuando un lado envía un bit, el otro lo reciba


MODELO TCP/IP

TCP/IP se diferencia del modelo OSI en que sólo tiene cuatro capas: una capa de enlace, una capa de red, una capa de transporte y una capa de aplicación. Algunos autores añaden una quinta capa, la capa física, debajo de la capa de enlace. Sin embargo esto es inapropiado, porque las especificaciones de TCP/IP no se ocupan de las diferencias entre las implementaciones de capa física de los protocolos de capa de enlace (por ejemplo, no hay una verdadera diferencia en el modo en que TCP/IP trata los paquetes de Ethernet desde un origen 10BaseT o desde un origen 100BaseTx).


• CAPA 4, Capa de Aplicación:
La capa de aplicación está situada en la parte superior de la pila, con frecuencia se implementa en aplicaciones de usuario. Los datos de la capa de aplicación se manipulan en unidades, generalmente llamdas mensajes. Muchos protocolos (y programas asociados) forman parte de esta capa.
Protocolos que funcionan en esta capa son: http, telnet, ftp, etc.

• CAPA 3, Capa de Transporte:
La capa de transporte está situada encima de la capa de red. Es la encargada de asegurarse que los datos "vienen de" y "se diregen a" los procesos correctos de un host. Los datos se manipulan en unidades, a menudo llamdas segmentos (pero a veces llamadas también datagramas).

Los protocolos que funcionan en esta capa son:

TCP: Se encarga de comprobar que los datos que se reciben son correctos. Para ello se establece una conexión entre el emisor y el receptor que garantiza que la información sea correcta y si no lo es se vuelve a solicitar. Envía los datos en paquetes (paquete tcp). Esta comunicación se hace entre un puerto que escucha y un puerto que transmite. Estos puertos son llamados sockets.

UDP: Se encarga de enviar una determinada información. Esta información es llamada paquetes udp. No se establecen conexiones por lo que no se garantiza que la información llegue.

• CAPA 2, Capa de Red:
La capa de red se sitúa encima de la capa de enlace. Es la responsable de encaminar y direccionar porciones de datos. Estas porciones se llaman datagramas.

Los protocolos que funcionan en esta capa son:

IP: protocolo que lleva el dato de un nodo a otro. Si es físicamente posible siempre llega.

ARP: Protocolo que averigua la mac de destino a partir de la ip

RARP: Protocolo que averigua la IP a partir de la mac

ICMP: Cuando un usuario envía datagramas a un equipo remoto y este no los recibe o los recibe mal por diversas circunstancias el protocolo ICMP se encargará de enviar un mensaje de error al host de origen.

• CAPA 1, Capa de Enlace:
La capa de enlace está situada en la parte inferior de la pila. Es la responsable de transmitir y recibir porciones de información (a menudo llamdos marcos o paquetes). Dos ejemplos de protocolos de esta capa son Ethernet y el PPP (Point-to-Point Protocol, Protocolo punto a punto). Aquí se transmite la información por el medio físico (cable, etc).


Espero que les sirva.
Saludos!!! 1-wink
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